依托化學(xué)簡史，進(jìn)行“金屬的冶煉與利用”復(fù)習(xí)課的教學(xué)

劉艷

關(guān)鍵詞：化學(xué)史;金屬;資源;民族自豪感

一、教學(xué)主題內(nèi)容和教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.教學(xué)主題內(nèi)容

本章內(nèi)容選自滬教版九年制義務(wù)教育教科書上冊(cè)第五章，該章節(jié)共分為3小節(jié)，依次為金屬的性質(zhì)和利用、金屬礦物鐵的冶煉、金屬的防護(hù)和廢金屬的回收，是上接“氧氣”下承“酸、堿、鹽”的轉(zhuǎn)折環(huán)節(jié)，也是學(xué)生首次系統(tǒng)學(xué)習(xí)金屬這類物質(zhì)的章節(jié)。第二章“氧氣的化學(xué)性質(zhì)”的學(xué)習(xí)已經(jīng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到大多數(shù)金屬能與氧氣反應(yīng)。憑借生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生也知道“真金不怕火煉”的俗語，這都為該章節(jié)金屬的化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)作了前期鋪墊，同時(shí)也為第七章酸和鹽的化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)打開了一扇窗，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)知識(shí)并不是孤立的，而是前后相互聯(lián)系。依據(jù)常州市2020年初中學(xué)業(yè)水平考試說明要求[1]，本章節(jié)在中考中的考點(diǎn)也較多，主要有A和B兩個(gè)等級(jí)（見表1）。

2. 教學(xué)現(xiàn)狀分析

知網(wǎng)上查閱雜志發(fā)表的有關(guān)“金屬的冶煉和利用”的復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計(jì)，共計(jì)6篇。例如：錢柳云老師設(shè)計(jì)的無線投屏技術(shù)在課堂上的應(yīng)用[2];王德強(qiáng)老師用實(shí)驗(yàn)探究式、情境引導(dǎo)式、思維導(dǎo)圖式、物質(zhì)簡介式4種方式對(duì)“金屬的冶煉和利用”這一章節(jié)進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計(jì)[3];孫覓覓老師以暖寶寶為情境載體，從引出鐵、總結(jié)鐵的性質(zhì)、回顧鐵的冶煉3部分內(nèi)容確立教學(xué)主線[4]。每篇教學(xué)設(shè)計(jì)都有自己獨(dú)特的亮點(diǎn)和側(cè)重點(diǎn)，但將化學(xué)史實(shí)和金屬的相關(guān)知識(shí)有機(jī)結(jié)合，引發(fā)學(xué)生積極地進(jìn)行情感體驗(yàn)，潛移默化地滲透民族自豪感和社會(huì)責(zé)任感的教學(xué)設(shè)計(jì)目前還沒有。

二、教學(xué)思想和創(chuàng)新點(diǎn)

一節(jié)高效的化學(xué)課堂，教師要結(jié)合化學(xué)史、聯(lián)系生活中科技發(fā)展背景或新材料應(yīng)用等已有內(nèi)容，搭建認(rèn)知腳手架，創(chuàng)設(shè)適合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和科學(xué)素養(yǎng)提升的教學(xué)情境。研讀化學(xué)史實(shí)，不是考證歷史事實(shí)，而是利用化學(xué)家的探索經(jīng)歷對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)、方法和人文情感方面的引領(lǐng)，給予學(xué)生不一樣的感受和啟迪。人類對(duì)金屬的認(rèn)識(shí)過程正好與滬教版第五章的節(jié)次排序不謀而合。筆者以史為主線，沿著歷史的足跡，感受金屬的前世今生，在真實(shí)的情境中分析問題，串聯(lián)起金屬的性質(zhì)、冶煉、防護(hù)三大核心知識(shí)，升華教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生體驗(yàn)從歷史走進(jìn)化學(xué)，從化學(xué)走向社會(huì)，感受化學(xué)史的有趣、有用和有魂。

三、教學(xué)目標(biāo)

1.通過了解人類利用金屬的發(fā)展歷程，鞏固金屬的性質(zhì)、冶煉和防護(hù)等相關(guān)化學(xué)知識(shí)。

2.通過小組合作辨黃金、齊心齊力煉金屬等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的科學(xué)素養(yǎng)。

3.通過冶煉金屬的歷史，知道冶煉是人類文明進(jìn)步的產(chǎn)物，培養(yǎng)學(xué)生民族自豪感和社會(huì)責(zé)任感。

四、教學(xué)流程

教學(xué)流程見圖1。

五、教學(xué)實(shí)錄

[視頻]金屬無處不在（自制視頻，課前播放）。

1. 穿越黃金時(shí)代，回顧金屬性質(zhì)[講述]人類對(duì)金屬材料的利用經(jīng)歷了上千年的歷史，大約在5000年前，四大文明古國中的埃及人很擅長加工金屬材料。

[視頻]古埃及黃金史。

[提問]黃金作為第一種被埃及人認(rèn)知的金屬，它具有哪些物理性質(zhì)呢？

[講述]黃金的延展性極好，據(jù)傳埃及艷后甚至將黃金做成衣服穿在身上。

[小結(jié)1]金屬的物理性質(zhì)。

[演示實(shí)驗(yàn)]取一小塊金，分別進(jìn)行加熱、加入到稀硝酸中，加入到硫酸銅溶液中的實(shí)驗(yàn)。

[講述]這說明黃金的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不怕腐蝕，千百年后絲毫不改其“英雄本色”，所以它才可以以天然的金屬單質(zhì)形式存在于沙河之中。

[交流討論、分組實(shí)驗(yàn)]“慧眼識(shí)金”。

[投屏展示]設(shè)計(jì)的方案、涉及的化學(xué)原理（寫出化學(xué)方程式）。

[小結(jié)2]金屬的化學(xué)性質(zhì)。

[講述]（投影圖片）這么美麗漂亮的黃金戒指實(shí)際上來自淘寶，外觀和真黃金非常相似，但價(jià)格相差甚遠(yuǎn)（見圖2）。

設(shè)計(jì)意圖：根據(jù)情境需要，組織調(diào)動(dòng)相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，尋求解決問題的方法。重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，滲透符號(hào)表征，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)提煉，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

2. 穿越青銅時(shí)代，體驗(yàn)金屬冶煉

[過渡]單靠一種金屬已經(jīng)不能滿足社會(huì)發(fā)展的需要，公元前3400年，人類開始學(xué)會(huì)自己冶煉金屬。

[視頻]青銅史介紹。

[提問]埃及人最早學(xué)會(huì)用木炭還原堿式碳酸銅獲得銅單質(zhì)，請(qǐng)大家說說看，這里面可能涉及哪些化學(xué)反應(yīng)？

[同心協(xié)力煉金屬]模擬火法煉銅創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟：在空氣中灼燒銅片，用鑷子將灼熱的銅片放入盛滿CO的集氣瓶中，觀察現(xiàn)象。

[思考]實(shí)驗(yàn)原理不變，但裝置千變?nèi)f化，書本上煉鐵的裝置同樣也可以用來煉銅（見圖3），分析實(shí)驗(yàn)過程中有什么現(xiàn)象？反應(yīng)方程式是什么？點(diǎn)燃酒精燈的前后順序是什么？如何進(jìn)行尾氣處理？

[小結(jié)3]實(shí)驗(yàn)步驟的順序。

[資料]CO還原CuO的實(shí)驗(yàn)過程中，黑色固體慢慢變成紅色，有可能生成紅色固體Cu2O。

[思考]反應(yīng)前后硬質(zhì)玻璃管中的固體質(zhì)量變化見表2，分析反應(yīng)后裝置中紅色固體的成分？

[過渡]火法冶銅需要消耗大量能源。我國于西漢時(shí)期首次用膽礬煉銅，成為世界上第一個(gè)濕法冶金的國家。

[提問]觀看鐵和硫酸銅反應(yīng)的微觀示意圖，從微觀角度看，該反應(yīng)實(shí)際上是哪兩種微粒之間的相互作用？

設(shè)計(jì)意圖：利用這些素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，生動(dòng)地進(jìn)行愛國主義、民族精神的教育，增強(qiáng)民族自豪感，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，感悟我國古代勞動(dòng)人民的智慧，體驗(yàn)化學(xué)與歷史發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步的密切聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生理解人與自然的關(guān)系，認(rèn)識(shí)化學(xué)在促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中的重要作用。

3. 穿越鐵器時(shí)代，感悟防銹方法

[過渡]在煉銅的基礎(chǔ)上，人類憑借自己的智慧又逐漸掌握了煉鐵技術(shù)，極大地促進(jìn)了當(dāng)時(shí)農(nóng)業(yè)和軍事的發(fā)展。

[提問]由于鐵比銅活潑，使用久了之后表面就會(huì)生銹，如何延緩鐵生銹一直被大家所關(guān)注，大家對(duì)預(yù)防生銹有什么好的建議嗎？為什么這么做就可以防銹呢？

[活動(dòng)]花樣防銹大比拼。

[小結(jié)]生銹條件、防銹方法。

[講述]隨著時(shí)代的發(fā)展，鋁質(zhì)輕、耐腐蝕的特性被人們所發(fā)現(xiàn)。在燒烤的時(shí)候，為了鎖住水分，常用“錫紙”包裹食物。

[提問]為什么“錫紙”不容易生銹，而且在高溫加熱的時(shí)候也沒有燃燒？

[表達(dá)]鋁和氧氣反應(yīng)生成致密保護(hù)膜。

[總結(jié)]回顧過去，人類社會(huì)的發(fā)展與金屬材料有著千絲萬縷的關(guān)系;立足現(xiàn)在，我們所處的生活中到處都可見合金的身影;展望未來，還會(huì)有更多的金屬材料等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)，更多的金屬性質(zhì)等待我們?nèi)パ芯?。唯有現(xiàn)在好好學(xué)習(xí)，將來才有無限可能。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生體會(huì)我們的生產(chǎn)、生活離不開金屬，社會(huì)發(fā)展、人類文明的進(jìn)步、科技發(fā)展也離不開金屬材料。通過化學(xué)史的學(xué)習(xí)，可以清楚地了解化學(xué)發(fā)展是廣大勞動(dòng)群眾和化學(xué)家經(jīng)過長期艱辛努力取得的成果。

六、板書設(shè)計(jì)

本節(jié)課采用坐標(biāo)軸式的板書（見圖4），以時(shí)間為橫坐標(biāo)，利用板書總結(jié)相關(guān)知識(shí)要點(diǎn)。

七、教學(xué)反思

1.問題活，有思維之美

問題要和學(xué)科核心知識(shí)有機(jī)結(jié)合，由情境激發(fā)興趣，衍生出問題，引發(fā)思考，點(diǎn)燃思維的火花。設(shè)計(jì)的問題要有層次性、拓展性、挑戰(zhàn)性。讓學(xué)生的思維不斷地走向深入，給學(xué)生留下自主發(fā)展的空間，從而引導(dǎo)知識(shí)建構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)科關(guān)鍵能力。在實(shí)驗(yàn)探究的過程中不斷地給學(xué)生設(shè)置“未知與已知之間的矛盾碰撞”，讓他們不由自主地產(chǎn)生“自己的問題”，再通過獨(dú)立思考，傾聽他人觀點(diǎn)，并對(duì)他人觀點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)疑，拓展學(xué)習(xí)的深度與廣度，促進(jìn)學(xué)生高階思維發(fā)展，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)。通過觀看視頻，問學(xué)生看到了什么？黃金為什么是最早被人熟悉的金屬？引入物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與用途相互間的關(guān)系，這樣的問題導(dǎo)入相比直接問“金屬有什么性質(zhì)？”更具有啟發(fā)性，更能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。

2.情境真，有貫穿之美

“情境學(xué)習(xí)”理論認(rèn)為：學(xué)習(xí)發(fā)生在社會(huì)情境中，社會(huì)化的學(xué)習(xí)能極大地提高個(gè)人回憶、檢索和重新使用知識(shí)等思維的能力。在實(shí)際教學(xué)中，多數(shù)教師創(chuàng)設(shè)的情景，往往用于導(dǎo)課階段，或者說停留在“有趣”或“激發(fā)興趣”層面。學(xué)習(xí)情景的功能并不是傳統(tǒng)意義上的導(dǎo)入新課，而應(yīng)在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中都能激發(fā)、推動(dòng)、維持、強(qiáng)化和調(diào)整學(xué)生的認(rèn)知活動(dòng)、情感活動(dòng)和實(shí)踐活動(dòng)等[2]?；瘜W(xué)史提供化學(xué)發(fā)展的來龍去脈，幫助學(xué)生了解知識(shí)的產(chǎn)生過程[5]。本節(jié)課選用金屬的發(fā)展史作為貫穿整節(jié)課的主情境，在動(dòng)態(tài)情境中鞏固、遷移、運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能，培養(yǎng)關(guān)鍵能力。在歷史面前，我們不是要頂禮膜拜，而是要認(rèn)真研習(xí)解讀，讀出歷史的價(jià)值，讀出時(shí)代的精神，吸取深蘊(yùn)其中的科學(xué)思想和方法。教學(xué)的本質(zhì)就是引導(dǎo)學(xué)生不斷獲取知識(shí)，豐富自身靈魂，提升內(nèi)在素養(yǎng)的過程。

3.活動(dòng)實(shí)，有探究之美

很多時(shí)候我們的化學(xué)課堂給人一種熱熱鬧鬧的感覺，但實(shí)際上參與的學(xué)生卻不多，大多數(shù)的學(xué)生在交流討論、實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)中都是看客，他只是在聽別人說，看別人怎么做，缺少獨(dú)立的思考。確立高階思維發(fā)展的教學(xué)目標(biāo)，在于設(shè)計(jì)能夠促進(jìn)學(xué)生深度理解和參與的活動(dòng)，在活動(dòng)中切切實(shí)實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，而不是循規(guī)蹈矩地按照老師的指示進(jìn)行簡單地實(shí)驗(yàn)操作。在慧眼識(shí)金環(huán)節(jié)，從方案設(shè)計(jì)到實(shí)驗(yàn)操作都是學(xué)生自主完成，讓學(xué)生切實(shí)感受到化學(xué)獨(dú)特的學(xué)科魅力。